金寒睿 邵建軍

近年來(lái),隨著我國(guó)交通工程建設(shè)的發(fā)展,提籃式系桿拱橋由于造型優(yōu)美、承載能力大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),在公路、鐵路及城市橋梁建設(shè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。為了體現(xiàn)出施工完成后拱橋的優(yōu)點(diǎn),其上部結(jié)構(gòu)預(yù)制安裝施工技術(shù)要求也較高,值得我們慎重掌握。

1 工藝原理

提籃式鋼筋混凝土拱橋上部結(jié)構(gòu)預(yù)制安裝技術(shù)的工藝原理是:先在橋位附近設(shè)置預(yù)制場(chǎng),在預(yù)制場(chǎng)地按拱圈的尺寸1∶1放樣,嚴(yán)格遵照構(gòu)件的曲線直向,然后按節(jié)段立模預(yù)制。在預(yù)制構(gòu)件的同時(shí)在安裝孔處設(shè)置臨時(shí)支墩、搭設(shè)支架。待構(gòu)件混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后按規(guī)定的施工流程采用浮吊進(jìn)行安裝成橋。

2 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

2.1 工藝流程

1)構(gòu)件預(yù)制施工工藝流程:預(yù)制場(chǎng)地整平→測(cè)量放樣→預(yù)制底座、模板制作→鋼筋綁扎(預(yù)埋件設(shè)置)→模板安裝→混凝土澆筑→養(yǎng)生。2)構(gòu)件安裝施工工藝流程:安裝支座→搭設(shè)臨時(shí)支架并進(jìn)行預(yù)壓→澆筑系梁端部、端橫梁及拱腳段→吊裝系梁預(yù)制段及中橫梁并濕接合龍→張拉系梁、橫梁第一批預(yù)應(yīng)力束→搭設(shè)拱肋支架并進(jìn)行預(yù)壓→吊裝拱肋、風(fēng)撐預(yù)制段并濕接合龍→拆除拱肋支架→安裝吊桿并初張拉→拆除系梁支架→安裝預(yù)制橋面板,澆筑鉸縫混凝土→吊桿第二次張拉及張拉第二批系梁及橫梁預(yù)應(yīng)力束→澆筑橋面層及護(hù)欄→吊桿張拉至成橋索力→第三批系梁預(yù)應(yīng)力束張拉壓漿封錨。

2.2 操作要點(diǎn)

1)構(gòu)件預(yù)制。a.構(gòu)件的預(yù)制場(chǎng)地盡可能選在橋位附近較平坦和寬敞的地方。b.采用坐標(biāo)法放樣,根據(jù)拱軸線方程算出拱軸線各預(yù)定的縱橫坐標(biāo),先放跨徑尺寸,再分段放出預(yù)定的縱橫坐標(biāo),并量出加預(yù)拱度值后的各點(diǎn)。據(jù)設(shè)計(jì)尺寸定出系梁、拱肋軸線,畫(huà)出構(gòu)件輪廓線及交角圓弧線,定出各吊桿位置、橫系梁聯(lián)結(jié)點(diǎn)位置及風(fēng)撐結(jié)點(diǎn)位置。c.構(gòu)件為弧形預(yù)制件,模板采用鋼模,鋼板厚5 mm,為抵抗側(cè)向彎曲,模板背面每隔50 cm焊豎向角鋼加固。為便于拆裝及構(gòu)件線型順暢,每塊模板長(zhǎng)2 m～3 m。d.鋼筋焊接與綁扎接頭應(yīng)符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。e.模板應(yīng)涂刷脫模劑,外露面混凝土模板的脫模劑采用同一品種,不得使用廢機(jī)油。把模板沿放樣線拼裝成整體,調(diào)整好板垂直度、直順度、底部、上部用螺栓加固。然后加固模板,確保立模不變形,尺寸準(zhǔn)確。澆混凝土前,應(yīng)對(duì)模板尺寸、鋼筋尺寸、位置、焊接長(zhǎng)度、預(yù)埋件數(shù)量、位置等做全面檢查,符合設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)入下道工序。f.嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配合比配料、拌制。

2)臨時(shí)支架。a.支架施工方案采用棧橋體系,支架基礎(chǔ)采用打入式鋼管樁,鋼管樁的入土深度根據(jù)計(jì)算確定,承載力可根據(jù)貫入度進(jìn)行雙控,樁頂承臺(tái)采用槽鋼形成鋼平臺(tái),槽鋼應(yīng)形成箱形斷面后,再通過(guò)縱橫間焊接形成整體平臺(tái)。b.搭支架時(shí),按設(shè)計(jì)規(guī)定預(yù)留通航孔,其寬度、凈高應(yīng)滿足要求。并在通航孔兩側(cè)施打鋼管保護(hù)樁。樁頂縱橫采用槽鋼連接形成整體框架,保護(hù)樁與支架樁基間不得有任何連接。c.考慮橋梁梁底設(shè)計(jì)高程,結(jié)合支架搭設(shè)的高度,船只通過(guò)該橋位時(shí)需限制通航等級(jí)以確保支架安全。

3)系梁端部、拱腳段及端橫梁澆筑。a.為保證系梁混凝土內(nèi)實(shí)外光,系梁底模、側(cè)模采用鋼板制作,對(duì)銷(xiāo)螺栓固定模板,模板強(qiáng)度及剛度應(yīng)滿足要求,模板接縫夾海綿條,確保接縫嚴(yán)密,不漏漿。端橫梁模板亦采用鋼模,槽鋼作加勁肋。b.在支架上鋪設(shè)系桿底模,根據(jù)支架預(yù)壓所測(cè)得的彈性變形值設(shè)置一定的預(yù)拱度,施工預(yù)拱度按二次拋物線分配。彈性變形的數(shù)值需將此變形量按二次拋物線分段考慮在內(nèi)。c.鋼筋焊接與綁扎接頭應(yīng)符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。d.首先澆筑系梁混凝土,然后澆筑端橫梁混凝土,為保證系梁混凝土的密實(shí),用插入式振搗器振搗。在系梁及端橫梁拆模后,在對(duì)應(yīng)的中橫梁位置鑿毛處理系梁?；炷翝仓捎谜瑵仓?斜向分層,縱向分段,分段長(zhǎng)度控制在4 m～6 m,分層厚度不超過(guò)30 cm,采用插入式振搗器振搗,灌注連續(xù)均勻進(jìn)行,混凝土運(yùn)輸采用輸送泵運(yùn)輸。

4)系梁及中橫梁安裝。a.吊裝設(shè)備采用浮吊。各預(yù)制節(jié)段用船只運(yùn)輸至安裝孔處,在移運(yùn)過(guò)程中,應(yīng)注意使構(gòu)件穩(wěn)定安全。b.要求垂直起吊,吊點(diǎn)位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,各吊點(diǎn)同時(shí)均勻受力,起吊安裝必須緩慢、平穩(wěn)。用浮吊將系梁預(yù)制段放置在橋位貝雷桁架上,架設(shè)臨時(shí)支撐,防止預(yù)制件傾覆,隨后架立橫向另一側(cè)對(duì)應(yīng)的節(jié)段,并以強(qiáng)大的橫向剪刀撐及設(shè)有法蘭螺絲的鋼筋在節(jié)段的兩端臨時(shí)對(duì)角拉緊固定成框構(gòu),后拼裝相鄰節(jié)段,繼續(xù)依次由兩端往跨中對(duì)稱(chēng)安裝,同樣采取臨時(shí)固定措施。c.使用千斤頂和硬木楔調(diào)整預(yù)制件標(biāo)高及預(yù)制件軸線位置,達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。d.澆筑濕接頭時(shí)務(wù)必保證預(yù)應(yīng)力管道的通暢,嚴(yán)防堵塞,同時(shí)必須用高壓水槍沖洗干凈后方可施工。e.安裝中橫梁及澆筑濕接頭,中橫梁需由兩端往跨中對(duì)稱(chēng)進(jìn)行安裝。

5)預(yù)應(yīng)力束張拉。a.張拉采用4臺(tái)千斤頂,配套壓力表兩端同步張拉,張拉前千斤頂壓力表應(yīng)配套校驗(yàn),以確定張拉力與壓力表之間的關(guān)系曲線。張拉以張拉力和伸長(zhǎng)值雙控控制,實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值控制在±6%以內(nèi)。b.系梁錨具為夾片式自錨型錨具,預(yù)應(yīng)力束張拉程序?yàn)?0→初應(yīng)力(10%δk)→100%δk(持荷2 min錨固)。c.預(yù)應(yīng)力束張拉順序按設(shè)計(jì)要求,張拉工藝如下:千斤頂與配件裝置順序:安裝工作錨板→夾片→限位板→千斤頂→工具錨→工具錨夾片。施加預(yù)應(yīng)力:兩端同時(shí)向千斤頂張拉缸加油壓至10%δk→測(cè)量伸長(zhǎng)量→20%δk→測(cè)量伸長(zhǎng)量→設(shè)計(jì)油壓值→測(cè)量伸長(zhǎng)量→做好張拉記錄。錨固:打開(kāi)高壓油泵截止閥,張拉油壓緩慢降至零→活塞回程。d.用砂輪機(jī)割除錨外鋼絞線,外露長(zhǎng)度不小于30 mm。用水泥砂漿密封張拉端,以防壓漿時(shí)冒漿。

6)搭設(shè)拱肋支架,安裝拱肋及風(fēng)撐。a.搭設(shè)拱肋支架,拱肋支架全部采用貝雷片,貝雷片間連接采用貝雷片專(zhuān)用螺栓連接,安裝好的支架在縱橫間采用鋼絲繩斜拉,保證支架的整體穩(wěn)定性。b.在拱肋節(jié)段拼裝點(diǎn)下部搭設(shè)支架,精確放出支架平面位置,同時(shí)不能妨礙吊桿施工,支架高度和高程按拱肋下緣坐標(biāo)準(zhǔn)確放出,并按設(shè)計(jì)要求預(yù)加預(yù)拱度,為加強(qiáng)拱肋支架的穩(wěn)定性,在支架的外側(cè)采用纜風(fēng)繩加以固定。c.支架搭設(shè)完畢后,在支架頂部放出拱肋安裝控制點(diǎn)位置。拱肋安裝控制點(diǎn)按圖1設(shè)置。d.拱肋、風(fēng)撐吊裝,根據(jù)構(gòu)件的重量及安裝高度選擇起吊能力滿足要求的浮吊,吊裝順序由兩端往跨中對(duì)稱(chēng)進(jìn)行。吊裝預(yù)制好的拱肋節(jié)段,準(zhǔn)確調(diào)整好位置及標(biāo)高,調(diào)整時(shí)拱肋濕接頭鋼筋一般不全部焊死,先焊頂層鋼筋,4個(gè)角用槽鋼頂死,用螺旋千斤頂調(diào)整。e.現(xiàn)澆拱肋及風(fēng)撐濕接段混凝土。接頭處鋼筋密集,此處受力又較復(fù)雜,鋼筋焊接應(yīng)滿足規(guī)范要求,混凝土應(yīng)精心配制,采用同標(biāo)號(hào)的膨脹混凝土,振搗時(shí)采用小型振動(dòng)棒,配合插釬、插搗以保證密實(shí),澆筑應(yīng)一次完成,防止出現(xiàn)施工縫。

7)拱肋落架,吊桿安裝及張拉。a.等拱肋及風(fēng)撐濕接段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度,拆除拱肋支架,將拱肋形成裸拱結(jié)構(gòu)。卸架前對(duì)拱肋的混凝土質(zhì)量、拱軸線的坐標(biāo)尺寸、卸架設(shè)備情況等進(jìn)行全面檢查,符合要求后可卸架。b.準(zhǔn)確測(cè)量吊桿長(zhǎng)度,有吊桿生產(chǎn)廠家提供成品索,成品索需進(jìn)行超張拉檢驗(yàn)合格后方可安裝。對(duì)稱(chēng)安設(shè)各吊桿,并對(duì)吊桿進(jìn)行初步收緊。c.吊桿張拉是成橋最關(guān)鍵的工序,張拉前千斤頂壓力表應(yīng)配套校驗(yàn),用4臺(tái)千斤頂對(duì)4根對(duì)應(yīng)吊桿同步張拉,吊桿張拉必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)規(guī)定的張拉力和規(guī)定順序進(jìn)行,并不斷調(diào)整其索力,使每根吊桿張拉力達(dá)到設(shè)計(jì)要求,保持吊桿索力均衡。

8)拆除系梁支架,卸架時(shí)宜從跨中向支座依次循環(huán)卸落。系梁支架采用對(duì)稱(chēng)人工配合機(jī)械分跨拆除,吊裝至運(yùn)輸船只上外運(yùn)。

9)安裝預(yù)制橋面板:在橋橫向,由兩側(cè)往中間鋪設(shè),在橋縱向,從兩端往跨中對(duì)稱(chēng)進(jìn)行,橫橋向也對(duì)稱(chēng)安裝。澆筑鉸縫混凝土。

3 結(jié)語(yǔ)

由于提籃式拱橋上部結(jié)構(gòu)預(yù)制安裝施工技術(shù)相對(duì)于現(xiàn)澆上部而言更能夠確保工程質(zhì)量安全,可以節(jié)約工程造價(jià)與合理利用能源資源;另外與其他施工技術(shù)、方法相比,可以縮短施工工期,施工質(zhì)量較容易控制;施工期間支架受船舶、漂流物的威脅及支架對(duì)排洪、通航的影響周期較短,具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,因此,上述詳細(xì)的施工技術(shù)值得同行學(xué)習(xí)與借鑒。

[1]JTJ 041-2000,公路橋涵施工規(guī)范[S].

[2]GB/T 14370-2000,預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器[S].

[3]GB/T 5224-1995,預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線[S].